(5) 面向对象三之内部类、枚举类、

面向对象三之内部类、枚举类、异常

内部类

一、概述

        将一个类定义在另一个类的里面，对里面那个类就称为内部类（内置类，嵌套类）。

        当描述事物时，事物的内部还有事物，该事物用内部类来描述。因为内部事物在使用外部事物的内容。如定义一个描述人的类，而手、心脏等都属于人，然它们又有自己的功能描述，这时可以在人这个描述类中，定义一个描述心脏的类，也就是内部类。

        编译时，如果代码中有内部类，生成的class文件中会含有这样的文件：Test$1.class。编译器将会把内部类翻译成用$（美元符号）分隔外部类名和内部类名的常规类文件。这是内部类的一种编译现象。

 

二、内部类的访问规则

        1、内部类可以直接访问外部类中的成员，包括私有。

              之所以可以直接访问外部类中的成员，是因为内部类中持有了一个外部类的引用，格式：  外部类名.this。

        2、外部类要访问内部类，必须建立内部类对象。

 

三、访问格式

1、当内部类定义在外部类的成员位置上，而且非私有，可以在外部其他类中。可以直接建立内部类对象。

        格式：

                 外部类名.内部类名  变量名 =外部类对象.内部类对象；

        如：    Outer.Inner in =new Outer().new Inner();

当内部类在外部类中的成员位置上时，可以被成员修饰符所修饰。比如：

        private：将内部类在外部类中进行封装。 

        static：内部类就局部static的特性。但是当内部类被static修饰后，只能直接访问外部类中的static成员。出现了访问局限。

在外部其他类中，直接访问static内部类的非静态成员的格式为：

        new 外部类名.内部类名（）.方法名（）；

        如：new  Outer.Inner().function();

在外部其他类中，直接访问static内部类的静态成员格式为：

        外部类名.内部类名.方法名（）；

        如：Outer.Inner.function();

注意：

        1）当内部类中定义了静态成员时，该内部类必须是static的。

        2）当外部类中的静态方法访问内部类时，内部类也必须是static的。

        3）在实际应用中，内部类通常被定义为private，而很少定义为public。

2、内部类定义在局部

        内部类定义在外部类中的某个方法中，创建了这个类型的对象时，且仅使用了一次，那么可在这个方法中定义局部类。

        1）不可以被成员修饰符修饰。如public、private、static等修饰符修饰。它的作用域被限定在了声明这个局部类的代码块中

        2）可以直接访问外部类中的成员，因为还持有外部类中的引用。

注意：内部类不可以访问它所在的局部中非最终变量。只能访问被final修饰的局部变量。

如下面的代码：

class Outer{int x = 3;void method(final int a){final int y = 4;//局部内部类                class Inner{void function(){System.out.println(y);}}new Inner().function();//使用局部内部类中的方法。}}class  InnerClassDemo{public static void main(String[] args) {Outer out = new Outer();out.method(7);//打印7out.method(8);//打印8}}

四、匿名内部类

        1、匿名内部类其实就是内部类的简写格式。

        2、定义匿名内部类的前提：

              内部类必须是继承一个类或者实现接口。

              特殊情况：因为所以的类都有一个父类Object，所以在定义时也可以用Object。

        3、匿名内部类的格式：  new父类或者接口(){定义子类的内容}

        4、其实匿名内部类就是一个匿名子类对象。可以理解为带内容的对象。

        5、匿名内部类中定义的方法最好不要超过3个。

匿名内部类的利与弊：

        好处：简化书写

        弊端：1、不能直接调用自己的特有方法、

                     2、不能做强转动作。

                     3、如果继承的父类或接口中有很多方法时，使用匿名内部类阅读性会非常差，且调用会很麻烦。所以匿名内部类中定义的方法有一般不超过3个。

匿名内部类的应用：

interface Inter{void method();}class InnerClassTest {public static void main(String[] args) {show(new Inter(){public void method(){System.out.println("method show run");}});}public static void show(Inter in){in.method();}}

枚举类

一、概述

        这里说的枚举，不是集合vector的特有枚举迭代器，而是JDK1.5的一个新特性。之所以单独拿它开刷，是这个知识点比较重要，同时相对来说比较难理解一些。

        为什么要有枚举

        问题：要定义星期几或性别的变量，该怎么定义？假设用1-7分别表示星期一到星期日，但有人可能会写成int weekday = 0;或即使使用常量方式也无法阻止意外。

        枚举就是要让某个类型的变量的取值只能为若干个固定值中的一个，否则，编译器就会报错。枚举可以让编译器在编译时就可以控制源程序中填写的非法值，普通变量的方式在开发阶段无法实现这一目标。

示例：

/* * 用普通类如何实现枚举功能，定义一个Weekday的类来模拟枚举功能。 1、私有的构造方法2、每个元素分别用一个公有的静态成员变量表示3、可以有若干公有方法或抽象方法。采用抽象方法定义nextDay就将大量的if.else语句转移成了一个个独立的类。*/package cn.itheima;public abstract class WeekDay {private WeekDay(){}public final static WeekDay SUN=new WeekDay(){public WeekDay nextDay(){return MON;}};public final static WeekDay MON=new WeekDay(){public WeekDay nextDay(){return SUN;}};public abstract WeekDay nextDay();public String toString(){return this==SUN?"SUM":"MON";}}

二、枚举的基本应用

1、通过enum关键字定义枚举类，枚举类是一个特殊的类，每个元素都是该类的一个实例对象。

2、用枚举类规定值，如上面的WeekDay类。以后用此类型定义的值只能是这个类中规定好的那些值，若不是这些值，编译器不会通过。

3、好处：在编译时期就会发现错误，表明值不符合，减少了运行时期的错误。

4、如果调用者想打印枚举类中元素的信息，需由编写此类的人定义toString方法。

注：枚举类是一个class，而且是一个不可被继承的final类，其中的元素都是类静态常量。

5、常用方法：

构造器：

        1）构造器只是在构造枚举值的时候被调用。

        2）构造器只有私有private，绝不允许有public构造器。这样可以保证外部代码无法重新构造枚举类的实例。因为枚举值是public static final的常量，但是枚举类的方法和数据域是可以被外部访问的。

        3）构造器可以有多个，调用哪个即初始化相应的值。

非静态方法：（所有的枚举类都继承了Enum方法）

        1）String toString() ;//返回枚举量的名称

        2）int ordinal() ;//返回枚举值在枚举类中的顺序，按定义的顺序排

        3）Class getClass() ;//获取对应的类名

        4) String name();//返回此枚举常量的名称，在其枚举声明中对其进行声明。

静态方法：

        1）valueOf(String e) ;//转为对应的枚举对象，即将字符串转为对象

        2）values() ;//获取所有的枚举对象元素

示例：

package cn.itheima;public class EnumDemo {public static void main(String[] args) {WeekDay weekDay=WeekDay.MON;System.out.println(weekDay);//输出枚举常量名System.out.println(weekDay.name());//输出对象名System.out.println(weekDay.getClass());//输出对应类System.out.println(weekDay.toString());//输出枚举对象名System.out.println(weekDay.ordinal());//输出此对象在枚举常量的次序System.out.println(WeekDay.valueOf("WED"));//将字符串转化为枚举常量System.out.println(WeekDay.values().length);//获取所以的枚举元素，并打印其长度}//定义枚举内部类public enum WeekDay{SUN(1),MON,TUE,WED,THI,FRI,SAT;//分号可有可无，但如果下面还有方法或其他成员时，分号不能省。//而且当有其他方法时，必须在这些枚举变量的下方。//无参构造器private WeekDay(){System.out.println("First");}//带参数的构造器private WeekDay(int day){System.out.println("Second");}}}

三、枚举的高级应用

1、枚举就相当于一个类，其中也可以定义构造方法、成员变量、普通方法和抽象方法。

2、枚举元素必须位于枚举体中的最开始部分，枚举元素列表的后要有分号与其他成员分隔。把枚举中的成员方法或变量等放在枚举元素的前面，编译器报告错误。

3、带构造方法的枚举

        1）构造方法必须定义成私有的

        2）如果有多个构造方法，该如何选择哪个构造方法？

        3）枚举元素MON和MON（）的效果一样，都是调用默认的构造方法。

4、带方法的枚举

如：

/* * 抽象的枚举方法 * 此时枚举中的常量需要子类来实现，这是可以利用内部类的方式来定义枚举常量 * 带方法的枚举1）定义枚举TrafficLamp2）实现普通的next方法3）实现抽象的next方法：每个元素分别是由枚举类的子类来生成的实例对象，这些子类4）用类似内部类的方式进行定义。5）增加上表示时间的构造方法 * */package cn.itheima;public class EnumTest {public enum TrafficLamp{RED(30){public TrafficLamp nextLamp(){return GREEN;}},GREEN(30){public TrafficLamp nextLamp(){return YELLOW;}},YELLOW(5){public TrafficLamp nextLamp(){return RED;}};private int time;//构造器private TrafficLamp(int time){this.time=time;}//抽象方法public abstract TrafficLamp nextLamp();}}

小结：

        1、匿名内部类比较常用

        2、类的方法返回的类型可以是本类的类型

        3、类中可定义静态常量，常量的结果就是自己这个类型的实例对象

        4、枚举只有一个成员时，就可以作为一种单例的实现方式。

注：

        1、所有的枚举都继承自java.lang.Enum类。由于Java不支持多继承，所以枚举对象不能再继承其他类。

         2、switch语句支持int,char,enum类型，使用枚举，能让我们的代码可读性更强。

异常

一、概述

        1、异常：就是程序在运行时出现不正常情况。

        2、异常由来：问题也是现实生活中一个具体的事物，也可以通过java的类的形式进行描述。并封装成对象。其实就是java对不正常情况进行描述后的对象体现。

        3、程序可能出现的错误或问题

                a、用户输入错误导致的异常：如用户不正常使用程序，输入一些非法参数

                b、设备硬件等发生的错误：如硬盘损坏等

                c、物理限制：如存储空间不足等

                d、代码错误：在程序编写的方法可能不正确，返回错误参数等。

 

二、异常体系

        有两种对问题的划分方式：

               一种是严重的问题；

              一种是非严重的问题。

         对于严重的问题，java通过Error类进行描述。对Error类一般不编写针对性的代码对其进行处理。

        对于非严重的，java通过Exception类进行描述。对于Exception可以使用针对性的处理方式进行处理。

         无论Error或者Exception都具有一些共性内容。比如：不正常情况的信息，引发原因等。

这也就构成了Java的异常体系：

        Throwable

                |---Error  //通常出现重大问题如：运行的类不存在或者内存溢出等。

                |---Exception //运行时出现的一起情况

                            |---R       untimeException    //特殊异常类，抛时不需要声明

        Exception和Error的子类名都是以父类名作为后缀。

异常体系的特点：

        1、异常体系中的所有类以及建立的对象都具备可抛性。

         2、也就是说可以被throw和throws关键字所操作。

        3、只有异常体系具备这个特点。

 

三、异常有两种：

        1、编译时被检测异常

              该异常在编译时，如果没有处理(没有抛也没有try)，编译失败。该异常被标识，代表着可以被处理。

         2、运行时异常(编译时不检测)

               在编译时，不需要处理，编译器不检查。该异常的发生，建议不处理，让程序停止。需要对代码进行修正。如：RuntimeException以及其子类。

 

四、异常的处理

1、 java提供了特有的语句进行处理。

        try

        {

                 需要被检测的代码。

        }

        catch（异常类  变量）

        {

                 处理异常的代码；（处理方式）

        }

        finally

        {

                 一定会执行的语句；

        }

有三个结合格式：

        a、try

             {

             }

             catch ()

             {

             }

        b、try

             {

             }

             finally

             {

             } 

        c、try

             {

             }

             catch ()

             {

             }

             finally

             {

             } 

注意：

        1）finally中定义的通常是关闭资源代码。因为资源必须释放。

        2）如果在一个功能中，定义了一些必须要执行的代码，可以用try{}finally{}的方式，将一定执行的代码放在finally代码块中。

        3）finally只有一种情况不会执行。当执行到System.exit(0);fianlly不会执行。

2、throw和throws的用法

        throw定义在函数内，用于抛出异常对象。

        throws定义在函数上，用于抛出异常类，可以抛出多个用逗号隔开。

        当函数内容有throw抛出异常对象，并未进行try处理。必须要在函数上声明，否则编译失败。

        注意：RuntimeException除外。也就说，函数内如果抛出的RuntimeExcpetion异常，函数上可以不用声明。

3、调用者对抛出信息的处理

        当在函数内部出现了throw抛出异常对象，那么就必须要给对应的处理动作。要么在内部try catch处理。要么在函数上声明让调用者处理。

        一般情况下，函数内出现异常，函数上需要声明。在功能上通过throws的关键字声明了该功能有可能会出现异常类型。

特殊之处：

        Exception中有一个特殊的子类异常RuntimeException 运行时异常。

                1） 如果在函数内抛出该异常，函数上可以不用声明，编译一样通过。

                2）如果在函数上声明了该异常。调用者可以不用进行处理。编译一样通过。

        之所以不用在函数上声明，是因为不需要让调用者处理。当该异常发生，希望程序停止。因为在运行时，出现了无法继续运算的情况，希望停止程序后，对代码进行修正。

         如果函数声明了异常，调用者需要进行处理。处理方法可以throws可以try。

对捕获到的异常对象进行常见方法操作：

        String getMessage（）；//获取异常的信息。返回字符串。

        toString（）；//获取异常类名和异常信息，返回字符串。

        printStackTrace();//获取异常类名和异常信息，以及异常出现在程序中的位置.返回值void.

                                //其实JVM默认的异常处理机制，就是在调用printStackTrace方法，打印异常的堆栈的跟踪信息。

        printStackTrace(PrintStream s)//通常用该方法将异常内容保存在日志文件中，以便查阅。

 

五、自定义异常

        因为项目中会出现特有的问题，而这些问题并未被java所描述并封装对象。所以对这些特有的问题可以按照java中的面向对象思想。将特有的问题，进行自定义的异常封装。定义类继承Exception或者RuntimeException

        1，为了让该自定义类具备可抛性。

        2，让该类具备操作异常的共性方法。

这就叫做自定义异常。

        当自定义了异常类继承Exception后，如果未在类中定义异常信息，那么通过toString方法打印出来的结果就只有自定义的异常类名，不会显示异常信息。那么应该如何定义异常信息呢？

        要定义自定义异常的信息时，可以使用父类已经定义好的功能。异常信息传递给父类的构造函数。因为父类中已经把异常信息的操作都完成了。所以子类只要在构造时，将异常信息传递给父类通过super语句。那么就可以直接通过getMessage方法获取自定义的异常信息。

        如：

class ZiDingYiException extends Exception{private String msg;ZiDingYiException(String msg){super(msg);//将会返回输入的信息     }}

自定义异常时：如果该异常的发生，无法再继续进行运算，就让自定义异常继承RuntimeException。

注：自定义异常：

                必须是自定义类有继承关系，通常继承Exception。

         继承Exception原因：

                 异常体系有一个特点：因为异常类和异常对象都被抛出。他们都具备可抛性。这个可抛性是Throwable这个体系中独有特点。

                 只有这个体系中的类和对象才可以被throws和throw操作。

 

六、异常的好处与原则

好处：

        1、将问题进行封装。

        2、将正常流程代码和问题处理代码相分离，方便于阅读。

原则：

        1、处理方式有两种：try或者 throws。

        2、调用到抛出异常的功能时，抛出几个，就处理几个。一个try对应多个catch。

        3、多个catch时，父类的catch放到最下面。否则编译会报错，因为其余的catch语句执行不到。

        4、catch内，需要定义针对性的处理方式。不要简单的定义printStackTrace，输出语句。也不要不写。当捕获到的异常，本功能处理不了时，可以继续在catch中抛出。

      如：   

try{throw new AException();}catch (AException e){throw e;}

 

        如果该异常处理不了，但并不属于该功能出现的异常。可以将异常转换后，在抛出和该功能相关的异常。

        或者异常可以处理，当需要将异常产生后和本功能相关的问题提供出去，让调用者知道。并处理。也可以将捕获异常处理后，转换新的异常。这样就好比在给别人转账时，如果ATM机出现故障，这时可以另外找地方去转，也可以告诉对方，转账不成功。

      代码例：  

try{         throw new AException();}catch (AException e){         // 对AException处理。         throw new BException();}

 

七、异常的注意事项

        1、问题在内部被解决就不需要声明。

        2、catch是用于处理异常。如果没有catch就代表异常没有被处理，如果该异常是检测时异常。那么必须声明。

        3、在子父类覆盖时：

              a,子类抛出的异常必须是父类的异常的子类或者子集。

              b,如果父类或者接口没有异常抛出时，子类覆盖出现异常，只能try不能抛。

如：

class AException extends Exception{}class BException extends AException{}class CException extends Exception{}/*上面代码的继承关系Exception |--AException|--BException|--CException*/class Fu{void show()throws AException{}}class Test{void function(Fu f){try{f.show();}catch (AException e){}}}class Zi extends Fu{void show()throws CException{//如果这里子类抛出CException，父类中的catch就无法处理，//这样就会导致编译失败，所以子类只能继承父类中的异常或子集}}